“O MUNDO NUMA GARRAFA”modo que o ar aqueça a cola do rótulo. Com cuidado puxa-se uma ponta do...

Projecto BiblioCiência 1

“O MUNDO NUMA GARRAFA”

Utilizando como material de base simples garrafas de plástico, podem

recriar-se e construir-se modelos de uma grande variedade de fenómenos

naturais que existem no nosso mundo.

Para além da compreensão dos fenómenos, também se aprende que é

possível realizar actividades práticas utilizando materiais simples do nosso

quotidiano e, muito importante, reciclando e reutilizando materiais.

Uma vez construídos ou visualizados alguns modelos, pode apelar-se aos

interesses e à criatividade dos jovens para construírem os seus próprios

modelos.

É considerável a variedade de conceitos que podem ser estudados:

ecossistemas, decomposição, fermentação, cadeias alimentares, ciclos de

vida (por exemplo, insectos, fungos), poluição, ciclos biogeoquímicos,

habitats de seres de pequenas dimensões, ...

Um modelo pretende sempre representar, de forma simplificada, uma

determinada parte do real. Por exemplo, uma coluna de decomposição pode

representar uma pilha de compostagem ou a manta morta numa floresta.

A exploração do modelo permite investigar o efeito de determinadas

variáveis. No exemplo anterior, poderá observar-se a decomposição de


diferentes compostos e explorar de que forma a humidade, o ar, a

temperatura ou a luz influenciam o processo.

É assim possível realizar investigações, partindo de questões e planeando a

experimentação. Fazendo variar um dos factores (variável independente),

podemos investigar de que forma uma variável afecta todo o sistema.

O texto que a seguir se apresenta foi traduzido e adaptado a partir da

publicação “Bottle Biology”1. Uma visita ao site www.bottlebiology.org

fornece também muitas informações.

O desafio que se coloca aos professores e alunos que participam no

BiblioCiência é, a partir das ideias apresentadas, e utilizando a

imaginação, a criatividade e os interesses dos alunos, construírem os

seus próprios modelos e apresentarem os resultados no final do

projecto.

1 INGRAM, M. Et al (2003). Bottle biology. Dubuque, Iowa: Kendal/Hunt Publishing Company


1. Preparações básicas Com algumas tesouras e imaginação podem-se transformar garrafas de

plástico em ferramentas que ajudam na exploração do mundo à nossa volta.

Neste ponto serão dadas algumas indicações relativas ao tipo de garrafas a

usar, como poderão ser limpas, como poderão ser cortadas e como ligar

umas garrafas às outras.

TIPO DE GARRAFAS

Nem todas as garrafas oferecem as mesmas

possibilidades de trabalho.

Por vezes, garrafas que parecem ser iguais pode

haver uma diferença de 1 ou 2 milímetros no seu

diâmetro, o que vai causar alguma dificuldade na

construção nas colunas pretendidas. Deve haver

muito cuidado na selecção das garrafas,

procurando-se a máxima similitude possível quer

em termos de forma quer de tamanho. Uma forma

de garantir estes atributos será usar garrafas de

determinada marca de bebida.

As garrafas lisas originam colunas com maior resistência e maior duração.

REMOÇÃO DOS RÓTULOS

Uma vez seleccionadas as garrafas há necessidade de remover os rótulos.

Com um secador de cabelo consegue retirar-se os rótulos com grande

rapidez. Liga-se o secador na posição mais fraca e mantém-se a garrafa a


cerca de 10 cm deslocando-se rapidamente esta para cima e para baixo de

modo que o ar aqueça a cola do rótulo. Com cuidado puxa-se uma ponta do

rótulo até que se veja que a cola começa a descolar.

A garrafa deve estar sempre em movimento para evitar que fique

sobreaquecida e deformada. Deve estar destapada ou então cheia com água.

Uma forma mais rápida de retirar os rótulos é encher a garrafa até cerca de

um quarto do seu volume com água quente (a temperatura deverá situar-se

entre os 40ºC e os 65ºC, para não haver deformação). Tapa-se e roda-se para

aquecer a cola, após alguns segundos consegue-se começar a descolar o

rótulo.


A cola fica muitas vezes como resíduo na garrafa após retirarmos o rótulo.

Se se pretende eliminá-la basta esfregar uma pequena quantidade de gordura

nessa cola. A gordura quando se esfrega dá origem a pequenas esferas de

cola que se retiram com facilidade.

COMO CORTAR AS GARRAFAS

A forma mais fácil de cortar uma garrafa é fazê-lo ao longo de uma linha

desenhada previamente.

Uma vez decidido o local do corte, coloca-se a garrafa no canto de uma

caixa de cartão vazia (a tampa de algumas caixas de sapatos ou a tampa das

caixas de papel de impressão dos computadores). Apoia-se uma caneta no

eixo da caixa de modo que o bico toque no local da garrafa seleccionado

para o corte. Lentamente roda-se a garrafa. Este trabalho é efectuado mais

facilmente com duas pessoas.


Todas as linhas devem ser desenhadas antes

de se começar a cortar as garrafas.

Para iniciar os cortes deve usar-se um x-ato,

fazendo um corte com uma dimensão

suficiente para conseguir introduzir uma das

pontas da tesoura. Basta agora seguir a linha

traçada previamente.

Não há problema com algumas rugosidades que possam surgir, são fáceis de

corrigir com a própria tesoura depois da garrafa estar dividida em pedaços.

OS CORTES BÁSICOS

As linhas a tracejado na figura indicam os

quatro locais onde normalmente devem ser

efectuados os cortes.

Note-se que o primeiro e o último corte

originam paredes curvas para os recipientes

obtidos. O segundo corte e o terceiro corte

originam paredes direitas.


A CONSTRUÇÃO DE BLOCOS

Os esquemas de A a F ilustram seis planos de corte diferentes das garrafas,

usando os quatro cortes básicos apresentados anteriormente.


No esquema seguinte apresenta-se um modelo possível de construção com

garrafas usando os planos de cortes anteriores.

COMO FAZER FUROS O tamanho, a forma e o número de

orifícios que devem ser feitos para

a entrada do ar numa garrafa vão

depender da experiência

seleccionada. Por vezes terão que

ser suficientemente pequenos para

que moscas da fruta ou outros

insectos que possam estar


presentes não consigam sair para o exterior. Para adequar a ventilação a

plantas, insectos ou a outros seres vivos podem fazer-se quatro ou cinco

“estrelas” com pequeníssimos furos.

Podem usar-se agulhas, alfinetes ou pregos com a extremidade mais espessa

encaixada num pequeno cabo de madeira. Quer os alfinetes de bebé, as

agulhas para fazer tapeçarias quer os bicos de compasso são opções a ter em

conta.

Se se pretende fazer orifícios maiores podem seleccionar-se qualquer um dos

utensílios anteriores desde que aquecidos. Para orifícios muito grandes a

utilização de tubos de ensaio aquecidos na extremidade aberta é uma

solução.

Os furadores para madeira são muito eficazes para fazer pequenos orifícios

nas garrafas e nas tampas.

COMO UNIR AS GARRAFAS

A fita-cola é o melhor material para unir as garrafas, desde que seja clara, à

prova de água e com uma largura de cerca de 5 cm.

Por vezes fazem-se construções com as garrafas que devem ser à prova de

água o que exige que as uniões sejam resistentes à água. Nestes casos,

deverão utilizar-se junções feitas com silicone semelhantes às existentes nos

aquários.

Alguns truques a ter em atenção quando se usa silicone são:

. O silicone leva algum tempo a secar. Devem fixar-se as partes que se

pretende unir com vários pequenos pedaços de fita-cola, que podem ser

removidos depois do silicone solidificar.


. Para que o silicone seque mais rapidamente deve ser aplicado o mais fino

possível com 2 a 3 mm de diâmetro.

GARRAFAS SUSPENSAS

No caso das garrafas suspensas a força da gravidade ajuda a estabilidade da

construção. As garrafas podem ser suspensas com cordas de nylon, havendo

acessibilidade para cada componente, mantendo-se perfeitamente unidas e

estáveis.


2 - COLUNAS DE DECOMPOSIÇÃO Na natureza o lixo é reciclado a todo o momento, sendo esta reciclagem

essencial para a disponibilidade de nutrientes

necessários para os seres vivos. Os agentes

responsáveis são pequenas bactérias e fungos

que decompõem restos de plantas e animais,

originando nutrientes que ficam disponíveis

para outros seres vivos. A este processo chama-

se decomposição.

A decomposição envolve uma comunidade

completa de organismos grandes e pequenos

que servem de alimento uns aos outros,

decompõem os restos uns dos outros, controlam

as populações e transformam materiais que

podem ser usados por outros seres vivos da

comunidade.

As bactérias e os fungos que participam no

processo de reciclagem, por exemplo,

funcionam como alimento para outros

micróbios, minhocas, caracóis, lesmas e

moscas, os quais por sua vez servem de

alimento para insectos maiores e pássaros.


Através das partes laterais da garrafa pode ser observada a decomposição de

diferentes substâncias e pode ser explorado como é que a variação das

condições em termos de ar, temperatura e luz afectam o processo.

A CONSTRUÇÃO

Material necessário:

. 2 garrafas de 2 litros

. uma tampa de garrafa

. restos de comida, folhas, papel de jornal, ….ou outro material considerado

interessante

O que fazer:

1. Retire os rótulos de três garrafas de 2 litros


2. Corte a parte de cima de uma das garrafas, 2

a 3 cm abaixo do local onde começa a

arredondar, de forma que a parte inferior

fique perfeitamente cilíndrica.

3. Corte a parte de cima de outra das garrafas, 2 a 3

cm acima do local onde começa a arredondar.

Corte a parte debaixo da garrafa 2 a 3 cm abaixo

do local onde começa a arredondar. O cilindro

resultante deve ter o topo e a parte inferior

arredondados.

4. Corte a parte de baixo da terceira garrafa, 1 a 2 cm

acima do local onde começa a arredondar, de forma

a que o cilindro resultante tenha a parte inferior

direita.


5. Inverta “C” e encaixe na base “D”. Encaixe “B” e coloque fita-cola na

junção do meio, por uma questão de segurança. Não se esqueça dos

orifícios de entrada do ar. Adicione a parte de cima “A” com a ajuda

de fita-cola, vai poder levantar e baixar esta tampa.


Que ingredientes escolher?

Nos ingredientes para a Coluna de Decomposição podem incluir-se folhas,

relva e restos de cortes de plantas, restos de alimentos, jornais, estrume de

animais e solo. Se houver interesse em estudar a rapidez com que os

materiais se transformam, podem construir-se duas colunas semelhantes,

mas enchem-se com folhas de duas espécies diferentes de árvores. Pode

adicionar-se fertilizante a uma das colunas, ou água de um lago ou de um

rio.

Quanto tempo demora?

Vai começar a ver-se bolor e outras

evidências da decomposição durante os

primeiros dias, após o enchimento da

coluna.

Dois ou três meses é o tempo suficiente

para ver o material orgânico, tal como

folhas, frutos, vegetais serem

decompostos dramaticamente. As

cascas das árvores, o papel e lascas de

madeira demorarão mais tempo a decompor-se, embora aconteçam

alterações interessantes num período de dois ou três meses.


Que quantidade de água juntar?

Deve manter-se a coluna húmida a fim de se observar mais rapidamente a

decomposição. Deve evitar-se inundar a coluna

para que não fique com água em excesso. Isto

pode criar um ambiente anaeróbico, ou uma

ausência completa de oxigénio, onde aparecem

micróbios que originam odores muito intensos.

Quando se aumenta o número e o tamanho dos

orifícios para a entrada de ar na coluna, aumenta-

se a circulação de ar. Como é que isto poderá

afectar a decomposição?

O registo dos dados:

Uma vez decidido como encher a coluna deve observar-se cuidadosamente o

que se coloca no seu interior. Deve anotar-se a cor, a textura, o cheiro e a

forma de tudo o que se puser na garrafa. Deve pesar-se todo o material antes

de ser colocado no interior da garrafa.

Os dados devem ser registados pelo menos uma vez por semana. Devem

anotar-se as alterações referentes à altura dos materiais, cor, forma, textura e

odor. Deve manter-se uma régua perto da coluna para se determinar

variações de alturas dos constituintes. Pode inserir-se um termómetro no

topo da coluna para determinar variações de temperatura.


UMA EXPERIÊNCIA MUITO SIMPLES

Construa duas Colunas de Decomposição.

Seleccione dois conjuntos de folhas da mesma árvore que tenham o mesmo

peso.

Encha as duas colunas deixando as folhas soltas, misture cerca de 125

centímetro cúbicos de terra de jardim (metade de uma chávena) numa delas.

Ponha iguais quantidades de água da chuva ou de um lago (200 a 400 ml ou

1 ou 2 chávenas) em cada coluna e espere o tempo suficiente (várias horas)

para a água passar através de todas as folhas. Adicione água suficiente, e em

quantidades iguais nas duas colunas, de modo a que no reservatório de baixo

acabe por ficar cerca de 125 ml.

Repita esta operação regularmente.

Qual a coluna onde a decomposição é mais rápida. Porquê?


2- COLUNA TERRA-ÁGUA

Este modelo simples permite a exploração das inter-relações entre

ecossistemas terrestres e aquáticos, utilizando apenas água, solo e plantas.

Variando apenas uma destas componentes pode-se explorar de que forma

uma variável pode afectar todo o sistema.

As possibilidades de experimentação são variadas, podem-se formular

questões e planear investigações para tentar obter respostas.

A CONSTRUÇÃO

- Retire os rótulos de uma garrafa de 2l.

- Efectue o corte de acordo com a figura.


- Faça um furo de cerca de 1cm na tampa da garrafa e introduza um

pavio completamente molhado. O pavio tem de ser suficientemente

longo para chegar ao fundo do reservatório de água e atravessar o

solo, deve também passar com facilidade pela tampa.

- Monte os diferentes componentes.

Para observação da condensação e precipitação, pode tapar-se o modelo,

utilizando o topo de uma garrafa. Notar que para os encaixes serem perfeitos

os cortes com final curvo devem encaixar em cortes com final direito.


Para facilitar a drenagem da água deve colocar-se uma camada de areia ou

gravilha na base da unidade com o solo.

A água no reservatório inferior pode ter origens diversas (torneira, lago,

charco,...). O desenvolvimento das plantas permite o estudo do seu ciclo de

vida e da sua morfologia.

Com a observação e a exploração do modelo, podem ser explorados

conceitos como equilíbrio, interdependência e interacção, assim como a

importância da luz solar como a fonte principal de energia na Terra.

No funcionamento do modelo, ocorrem os seguintes fenómenos: germinação

e crescimento, capilaridade, evaporação, transpiração, condensação,

infiltração, percolação, precipitação. Podem também ser explorados o

fenómeno da poluição e os mecanismos naturais de purificação que o ciclo

da água apresenta. Adicionando substâncias (sais, fertilizantes,...) ao solo ou

à água pode verificar-se a sua influência na evolução do modelo. O papel

dos diferentes tipos de solo na purificação da água pode ser estudado.


Um estudo mais elaborado do ciclo da água pode ser efectuado construindo

um modelo semelhante a este:


3 - ECOCOLUNA

Este modelo é mais complexo e consiste num

conjunto de unidades interligadas, representando

habitats para diversos seres vivos (caracóis,

aranhas, louva-a-Deus, moscas da fruta, minhocas,

fungos e diversos seres microscópicos, diferentes

tipos de plantas, ...)

Não existe uma forma certa ou errada de construir

uma EcoColuna. As possibilidades de construção

são variadas e pode-se dar asas à imaginação. No

entanto, é necessário pensar previamente sobre as

hipóteses de construção e manutenção dos habitats.

As transformações são parte integrante desta

experiência e podem colocar desafios aliciantes.


A CONSTRUÇÃO

- Retire os rótulos de 4 garrafas de 2l.

- Efectue os cortes de acordo com as figuras.

- Monte os diferentes componentes. Notar que para os encaixes serem

perfeitos os cortes com final curvo devem encaixar em cortes com

final direito.


Podem-se construir outros reservatórios, de acordo

com o modelo concebido. Os reservatórios devem

estar em comunicação através de orifícios e

aqueles que não precisam de ser abertos devem ser

firmemente fechados com fita adesiva. Por vezes

as EcoColunas podem ficar muito pesadas e

desequilibrarem-se com facilidade, com o auxílio

de velcro podem fixar-se à parede.

O funil A recebe a água que representa a

precipitação. Devem ser feitos pequenos furos na

tampa da garrafa.

Devem existir muitos furos de ventilação, mas

pequenos, para as moscas não escaparem. Nos

reservatórios com água os furos devem estar acima

do nível esperado para a água.

A drenagem da água de reservatórios com solo depende do

tipo de solo e do número e da altura dos furos.


No reservatório de decomposição é necessário ir

introduzindo restos de fruta para a reprodução das moscas.

Assim, é necessário fazer um orifício de maiores

dimensões, que deve ser coberto com plástico de outra

garrafa, firmemente preso com fita-cola.

A ligação do reservatório de decomposição com o habitat aquático por baixo

pode ser feita com furos na tampa da garrafa ou retirando mesmo a tampa,

permitindo a drenagem da água.

Podem-se introduzir variações no modelo e observar o que acontece: variar o

tipo de solo, variar a exposição à luz, variar a precipitação e a circulação da

água, introduzir fertilizantes na água, comparar o desenvolvimento de

plantas diferentes (por exemplo velocidades de germinação), ...

Conceitos que podem ser abordados – ecossistemas, energia, ciclos

biogeoquímicos, cadeias alimentares, adaptação, predação, cooperação,

competição, propriedades da água, ciclos de vida, habitat e nicho ecológico,

decomposição, sistemas fechados e sistemas abertos.

Capacidades associadas aos processos científicos – observar, registar,

interpretar, identificar variáveis, formular questões, construir modelos,

experimentar

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